化学位移与结构的关系
hnmr光谱化学位移
hnmr光谱化学位移H-NMR（质子核磁共振）是一种常用的分析技术，用于确定化合物中氢原子的化学位移。
化学位移是指氢原子在磁场中受到相邻核磁矩影响而发生的能级分裂现象。
本文将详细讨论H-NMR光谱化学位移的基本概念、测量原理以及其在化学分析中的应用。
一、H-NMR光谱化学位移的基本概念H-NMR光谱化学位移是指分子中不同位置的氢原子在H-NMR光谱上所显示的位置。
化学位移通常用δ值表示，单位为ppm（parts per million）。
化学位移的大小是受到分子结构与磁屏蔽效应的影响的结果。
化学位移表征了分子中氢原子所处的环境。
二、H-NMR测量原理H-NMR是通过测定氢原子的共振频率来获取化学位移信息的。
在H-NMR实验中，样品置于强磁场中，然后通过加入较高频率的电磁波（通常在无线电波段范围内）来激发氢核。
当氢核共振频率等于入射电磁波频率时，吸收能量的变化就会被检测到。
这种共振频率的变化可由外加磁场与氢核间的相互作用来解释，从而得到了分子中不同位置的氢原子的化学位移信息。
三、化学位移与化学结构的关系化学位移与氢原子所处的化学环境有关。
对于同一化学环境的氢原子，其化学位移是相同的。
常见的影响因素包括共价键的极性、邻近的取代基、氢键和周围电荷密度等。
根据化学位移可以推测化合物的结构和取代基的位置。
四、H-NMR在化学分析中的应用H-NMR在化学分析中有着广泛的应用。
首先，它可以用于确定无机和有机化合物的结构。
通过测定化学位移，可以确定分子中不同位置的氢原子的数量和位置，从而推断出分子的结构。
其次，H-NMR还可用于研究化学反应的机理和动力学。
通过监测反应过程中氢原子的化学位移的变化，可以探索反应的进程和机制。
此外，H-NMR还可以用于纯度分析、药物研究等领域。
总结：H-NMR光谱化学位移是一种重要的分析技术，用于确定化合物中氢原子所处的化学环境。
化学位移的大小受分子结构与磁屏蔽效应的影响。
H-NMR的测量原理基于核磁共振现象，通过测定氢原子的共振频率来获取化学位移信息。
有机化合物的结构表征方法关系及区别
一、在研究有机化合物的过程中，往往要对未知物的构造加以测定，或要对所合成的目的物进展验证构造。
其经典的方法有降解法和综合法。
降解法是在确定未知物的分子式以后，将待测物降解为分子较小的有机物，这些较小的有机物的构造式都是的。
根据较小有机物的构造及其他有关知识可以判断被测物的构造式。
综合法是将构造的小分子有机物，通过合成途径预计*待测的有机物，将合成的有机物和被研究的有机物进展比拟，可以确定其构造。
经典的化学方法是研究有机物构造的根底，今天在有机物研究中，仍占重要地位。
但是经典的研究方法花费时间长，消耗样品多，操作手续繁。
特别是一些复杂的天然有机物构造的研究，要花费几十年甚至几代人的精力。
近代开展起来的测定有机物构造的物理方法，可以在比拟短的时间内，用很少量的样品，经过简单的操作就可以获得满意的结果。
近代物理方法有多种，有机化学中应用最广泛的波谱方法是紫外和可见光谱，红外光谱，以及核磁共振谱〔氢谱、碳谱〕，一般简称"四谱〞。
二、经典化学方法1、特点：以化学反响为手段一种分析方法2、分析步骤〔1〕测定元素组成：将样品进展燃烧，观察燃烧时火焰颜色、有无黑烟、剩余，再通过化学反响，检测C、H、O等元素含量，得到化学式〔2〕测定分子摩尔质量：熔点降低法、沸点升高法〔3〕溶解度实验：通过将样品参加不同试剂，观察溶解与否，来进展构造猜想〔4〕官能团实验：通过与不同特殊试剂反响，判断对应的官能团构造〔例：D-A反响形成具有固定熔点的晶体——存在共轭双烯〕〔5〕反响生成衍生物，并与构造的衍生物进展比拟。
三、现代检测技术〔一〕紫外光谱(Ultraviolet Spectra,UV)(电子光谱)1、根本概念〔1〕定义：紫外光谱法是研究物质分子对紫外的吸收情况来进展定性、定量和构造分析的一种方法。
〔2〕特点：UV主要产生于分子价电子在电子能级间的跃迁，并伴随着振动转动能级跃迁，是研究物质电子光谱的定量和定性的分析方法。
第三章 核磁共振氢谱-2(药硕2016级)
3.82 H H 3.96 C C
5.84 OCH3 H 6.35 H2C CH2 5.25 H H 5.46 C C
O CCH3 H 6.06
3. 碳原子的杂化状态
• 在碳氢键的成键轨道中，S成分越高，键电子云 越靠近碳原子核，质子的δ值越大。所以，烯碳 （SP2杂化）和炔碳（SP杂化）的质子化学位 移（δ）都大于饱和碳（SP3杂化）上质子的化 学位移值。
R
_
C C
H
_
电子环流
抗磁屏蔽
B0
B0
C
O
C
C
C
O (C)
各相异性
环流影响
+
H H
H H
+
+ -
+
H
H
H2 C CH2
A
CH2
H2C
CH2
HA= -1ppm
H
H
H 928
H H H
-299
H H H
H
H H
H
H
H
H
H
O
H3C
CH3
转所致）
CH3CH2OH
Ha
CH3CH2O CH2CH3
c b a
N ˊ b aˊ
Hb
Ha Hb
化学等价，磁不等价 b a F1 c X F2 bˊ aˊ
a aˊ,b bˊ
a aˊ,b bˊ
产生不等价质子的几种结构类型
• １．单键带有双键性，旋转受阻，造成不 等价。 • ２．刚性环上的ＣＨ２中的两个氢核经常是 不等同的。 • ３．与手性碳原子连接的ＣＨ２中的两个氢 核是不等同的。
（2）烯烃的邻碳耦合
NMR波谱图解读及结构确定方法
NMR波谱图解读及结构确定方法NMR（核磁共振）波谱图是一种广泛应用于化学领域的分析工具，可以用于确定有机分子的结构和了解分子之间的相互作用。
在此文章中，我们将探讨如何解读NMR波谱图以及结构确定的一些方法。
首先，让我们简要介绍一下NMR波谱图的基本原理。
NMR波谱图是基于核磁共振现象的，其中核磁共振是指原子核在外加磁场中产生的吸收和发射电磁辐射的现象。
NMR波谱图通常以频率为横轴，吸收强度为纵轴绘制。
波峰的位置和强度提供了分子结构的信息。
为了更好地解读NMR波谱图，我们需要注意以下几个关键点：1. 化学位移：化学位移是NMR波谱图中最重要的指标之一，它表示特定核的共振频率相对于参考物质的偏移程度。
常用的参考物质是乙酸（CH3COOH），它的化学位移被定义为0。
化学位移一般以δ值表示，单位为ppm（parts per million）。
化学位移的值与核周围的电子环境有关，可以用于确定分子中的官能团和化学环境。
2. 积分峰强度：NMR波谱图上的积分峰强度可以提供氢或碳原子的数量信息。
积分峰是相对于谱图中其他峰的面积进行比较得出的。
通过积分峰强度，我们可以了解分子中不同类型的氢或碳原子的相对丰度，从而推断出它们在分子中的位置。
3. 耦合常数：NMR波谱图中出现的耦合峰可以提供原子之间的化学键关系信息。
耦合常数是指两个不同核之间的相互作用，通过耦合常数可以判断分子中的原子之间是否相邻或存在距离较近的关系。
耦合峰通常以"J"值表示，单位为赫兹。
在进行结构确定时，我们可以结合上述关键点利用一些方法来辅助分析NMR波谱图：1. 化学位移组合法：根据分子中的官能团和化学环境，化学位移可以提供一些结构定位的线索。
例如，醛基、酮基等特定官能团在NMR波谱图中通常具有特定的化学位移范围。
2. 核磁等效性：相邻原子核的磁场作用会互相影响，导致频率的变化。
可以根据核磁等效性来确定可能的物质结构。
核磁等效性是指两个或多个原子核的化学位移相等的情况。
有机化合物波谱解析第三章 核磁共振(NMR)
• 目的要求 • 1. 掌握核的能级跃迁与电子屏蔽效应的关系以及
影响化学位移的主要因素，能根据化学位移值初步 推断氢或碳核的类型 • 2. 掌握磁不等同的氢或碳核、1H-NMR谱裂分情况、 偶合常数
• 3. 掌握低级偶合中相邻基团的结构特征，并能初 步识别高级偶合系统
• 4. 掌握常见13C-NMR谱的类型及其特征 • 5. 熟悉发生核磁共振的必要条件及其用于有机化
合物结构测定的基本原理
• 6. 了解脉冲傅立叶变换核磁共振测定方法的原理 • 7. 了解1H-NMR及13C-NMR的测定条件以及简化图谱
的方法，并能综合应用图谱提供的各种信息初步判 断化合物的正确结构
主要内容
• 1. 核磁共振原理 • 2. 核磁共振仪器 • 3. 氢核磁共振（1H-NMR） • 碳核磁共振（13C-NMR） •
然而，要给出尖锐的NMR峰，以提高分 辨率，需要驰豫时间长，互相矛盾，最佳 半衰期范围在0.1-1秒，相应的谱线宽度为 1cps。
4）核的进动与核的共振
质子在外加磁场作用下，产生怎样的动力方式呢？ E=μHB0
ΔE0
E=-μHB0 HB00 陀螺在与重力作用方向吸偏差时，就产生摇头动力， 称为进动。核磁矩在静磁场环境中围绕B0以ω角频 率进动，称之为拉摩尔（Larmor）进动.
• BN = B0 - ·B0
• BN = B0·(1 - ) • 氢核外围电子云密度的大小，与其相邻
原子或原子团的亲电能力有关，与化学 键 子 高 ·B的 云 场0亦类密；小C型度H；有大3-共关，O，振。·氢吸B如0核收大CH外出，3-围现共Si电振在，子吸低氢云收场核密出。外度现围小在电，
B0
二、产生核磁共振的必要条件
丙酮质子的相对化学位移2.1,这种质子共振吸收处于tms的低场
丙酮质子的相对化学位移2.1,这种质子共振吸收处于tms的低场1. 引言1.1 概述丙酮是一种常见的有机溶剂和化工原料，广泛应用于化学合成、药物制造、涂料和染料等领域。
在有机化学研究中，通过核磁共振（NMR）技术可以对丙酮分子进行分析和表征。
其中，丙酮质子的相对化学位移则是一个重要的参数，可以给出关于丙酮分子结构和其它相关性质的信息。
1.2 文章结构本文将首先概述丙酮质子相对化学位移的背景和意义，然后详细介绍质子共振吸收处于三甲基硅烷（TMS）低场下的解释原理。
接着，我们将探讨影响丙酮质子相对化学位移的因素，并通过实验数据分析来验证这些因素在实际情况中的作用。
最后，我们将讨论丙酮质子相对化学位移与其结构之间可能存在的关系，并展望未来研究在此领域中的重要意义。
1.3 目的本文旨在系统地讲解丙酮质子相对化学位移及其相关内容，并深入分析影响丙酮质子相对化学位移的因素。
通过本文的阐述，读者将能够更好地理解丙酮质子相对化学位移与结构之间的关系，并对该领域的未来研究方向有所了解。
以上就是本文章“1. 引言”部分的详细内容，希望能满足您的需求。
如有任何问题，请随时提问。
2. 正文：2.1 丙酮质子的相对化学位移概述在核磁共振（NMR）光谱中，丙酮的质子信号是一个常见的实验信号。
相对化学位移是指某个原子核在强加外磁场下的共振频率与参考物质（通常为四甲基硅烷，简称TMS）的共振频率之比。
丙酮质子的相对化学位移被测定为2.1，在一般实验条件下，这个数值较为稳定。
2.2 质子共振吸收处于TMS的低场解释TMS作为一个标准参考物质，其H-NMR谱图中包含一个定义为零点的信号。
这个信号被定义为0 ppm （部分百万）。
而丙酮所产生的信号出现在更高场（消化位置），意味着它比TMS更受外界磁场影响。
这种低场位移可以通过电荷环境、溶剂效应以及分子构象等因素来解释。
2.3 影响丙酮质子相对化学位移的因素有多种因素会影响丙酮质子相对化学位移。
羰基化合物结构参数与其^13c nmr谱化学位移的关系
羰基化合物结构参数与其^13c nmr谱化学位移的关系羰基化合物是有机化学中结构最丰富、反应机理最复杂的类别之一。
物质性质的变化与其结构参数密切相关，而这些结构参数又可以用^13C NMR谱来检测和表征。
因此，研究羰基化合物的结构参数与^13C NMR谱化学位移之间的关系，显得尤为重要。
一般来说，在其他条件不变的情况下，羰基化合物中原子的排列形向，以及其相互作用的方式，会影响到其^13C NMR谱的化学位移。
若将其中一个原子转移到另一个位置上，就会引起其他原子的连锁效应，使其相互之间的作用发生变化；而这种变化又反过来反映在^13C NMR谱上，即为化学位移变化。
此外，由于羰基化合物的官能团会和其他官能团相互作用，也会影响^13C NMR谱的位移。
一般来说，当羰基化合物中的官能团越强，其NMR谱的位移也越大；而当官能团越弱，其NMR谱的位移也就越小。
另外，羰基化合物中加成物的存在也会影响其^13C NMR谱化学位移。
一般情况下，如果加成物与一个原子的连接点靠近羰基，其羰基的^13C NMR谱的位移就会变小；而当加成物与一个原子的连接点远离羰基，其羰基的^13C NMR谱的位移就会变大。
在实际应用中，通过研究羰基化合物结构参数与其^13C NMR谱化学位移的关系，可以帮助我们了解到化合物中结构参数发生变化时，以及其NMR谱中谱线位移发生变化会如何影响化合物的性质和反应特性。
通过这种方式，可以更好地掌握羰基化合物变化的规律，从而更有效地设计和合成新的羰基化合物，实现更加有效的应用。
总之，羰基化合物结构参数与其^13C NMR谱化学位移的关系是有机化学研究的重要课题，相关的研究也是非常有价值的。
短期内，可以重点研究不同类型的羰基化合物，深入了解原子的排列形向、官能团之间的作用和加成物的存在是如何影响其^13C NMR谱位移的；而长期来看，可以根据结构参数和^13C NMR谱位移之间的关系，进一步深入研究羰基化合物的结构参数与性质、反应特性等之间的关系，以期望更好地控制羰基化合物的合成和应用。
核磁共振氢谱
第11章核磁共振氢谱(1)目的要求：1. 掌握核磁共振氢谱基本原理；2. 掌握1H化学位移产生的原因与影响因素；3. 掌握化学位移与分子结构的关系。
教学重点：掌握化学位移产生的原因与影响因素教学难点：掌握化学位移与分子结构的关系教学课时：2课时教学方法：启发式教学内容与步骤：核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance NMR)波谱学是近几十年发展的一门新学科。
它与元素分析、紫外光谱、红外光谱、质谱等方法配合，已成为化合物结构测定的有力工具。
1945年斯坦福大学的F．Block和哈佛大学的E．M．Purcell为首的两个研究小组分别观测到水、石蜡中质子的核磁共振信号，为此他们荣获1952年Nobel物理奖。
通过核磁共振谱可得到与化合物分子结构相关的信息，如从化学位移可以判断各组磁性核的类型，在氢谱中可以判断烷基氢、芳氢、烯氢、羟基氢、氨基氢、醛基氢等；在碳谱中可以判断饱和碳、烯碳、炔碳、芳碳、羰基碳等；通过分析耦合常数和峰形可以判断各组磁性核的化学环境及与之相连的基团的归属；通过积分高度或峰面积可以测定各组氢核的相对数量；通过双共振技术(如NOE效应)可判断两组磁核的空间相对距离等。
核磁共振测定过程中不破坏样品，一份样品可测多种数据；不但可以测定纯物质，也可测定彼此信号不相重叠的混合样品；不但可以测定有机物，现在许多无机物的分子结构也能用核磁共振技术进行测定。
今天，核磁共振已成为化学、物理、生物、医药等研究领域中必不可少的实验工具，是研究分子结构、构型构象、分子动态等的重要方法。
11.1 核磁共振的基本原理11.1.1 原子核的磁矩核磁共振研究的对象是具有磁矩的原子核。
原子核是由质子和中子组成的带正电荷的粒子，其自旋运动将产生磁矩。
但并非所有同位素的原子核都具有磁矩，只有存在自旋运动的原子核才具有磁矩。
原子核的自旋运动与自旋量子数I相关。
量子力学和实验均已证明，I与原子核的质量数(A)、核电荷数(Z)有关。
NMR,VU,IR,MS四大图谱解析
13C-NMR谱图解析13C-NMR谱图解析流程1.分于式的确定2.由宽带去偶语的谱线数L与分子式中破原子数m比较，判断分子的对称性.若L=m，每一个碳原子的化学位移都不相同，表示分子没有对称性;若L<m，表示分子有一定的对称性，L值越小，分子的对称性越高。
3.标出各谙线的化学位移Qc，确定谙线的归属在结构鉴定中，常用的13C-NMR技术是宽带去偶和偏共振去偶。
根据宽带去偶谱测定的化学位移，偏共振去偶谱中各类碳的偶合谱线数，以及峰高相对和对称状况，对各谱线作大体归属，从而辨别碳核的类型和可能的官能团。
结构比较复杂的化合物，根据上述方法对13C-NMR谱线归属碰到困难时，可借助测定T1值作进一步的辨别，特别在归属不同季碳的谱线时，T1值的测定更有其实用价值。
另外，在1H-NMR谱线归属明确的情况下，还可采用质子选择去偶技术来归属难以辨认的13C-NMR 谱线。
在偏共振去偶时出现的虚假远程偶合现象也可以为归属某些特殊结构单元提供有用的信息，1H谱与13C谱相结合，有利于彼此信号归属。
各类碳核的化学位移范围如下图所示：表1基团类型Qc/ppm烷0-60炔60-90烯，芳香环90-160羰基1604.组合可能的结构式在谱线归属明确的基础上，列出所有的结构单元，并合理地组合成一个或几个可能的工作结构。
5.确定结构式用全部光谱材料和化学位移经验计算公式验证并确定惟一的或可能性最大的结构式，或与标准谱图和数据表进行核对。
经常使用的标准谱图和数据表有:经验计算参数1.烷烃及其衍生物的化学位移一般烷烃灸值可用Lindeman-Adams经验公式近似地计算：∑Qc5.2=nA-+式中:一2.5为甲烷碳的化学位移九值;A为附加位移参数，列于下表，为具有某同一附加参数的碳原子数。
表2注:1(3).1(4)为分别与三级碳、四级碳相连的一级碳;2(3)为与三级碳相连的二级碳，依此类推。
取代烷烃的Qc为烷烃的取代基效应位移参数的加和。
波谱分析-第四章(碳谱)
para：非球形各向异性的电子（如p电子）环流产生的顺磁屏蔽
（去屏蔽），它与dia方向相反。是13C核屏蔽常数的主要决定 因素。 e2h2 para = (ΔE)-1(r2p)-3(Qnn+ QNB) B≠N 2m2c2 1） 平均激发能E 大， para负值小，去屏蔽弱，其共振位 置在高场； 例：饱和烷烃 *， E 大，共振位置在高场 羰基 n *， E 小，共振位置在低场 2） 2p电子与核间距离的影响：2p轨道扩大，r-3减小， para负 值亦减小，去屏蔽弱，其共振位置在高场。 3） 2p轨道电子云密度（QNN）和键序矩阵元QNB
化学位移与结构之间的关系 自旋偶合与偶合常数 自旋－晶格弛豫
13C
四
五 六 七
NMR测绘技术
DEPT 谱 谱图解析与化合物结构确定
具有磁矩的原子核在外磁场中将发生能级分裂，核
磁矩以不同取向绕外磁场回旋。当另一个垂直于外磁场 的射频磁场同时作用于核上，并且其照射磁场的频率等 于核在外磁场中的回旋频率时即发生核磁共振，处于低 能级的核跃迁到高能级，产生相应的吸收信号。
共轭效应：
由于共轭作用引起的电子云分布均匀。
H3C 132.8 H C C H 152.1 CHO 191.4
H2C CH2 123.3
CH3CHO 201
共轭羰基化合物的d移向高场，当共轭作用破坏时，d移向低场。
O
195.7
O
199.0
O
205.5
共轭双键化合物，中间碳原子因共轭作用移向低场。
3.3.2
质子偏共振去偶法（Off-resonance decoupling）
采用一个频率范围很小，比质子宽带去偶弱很多的射频场 B2，使1H与13C一定程度上去偶，消除2J～4J的弱偶合。 偏共振去偶的目的是降低1J，改善因偶合产生的谱线重叠而 又保留了偶合信息，从而确定碳原子级数。
nmr氢谱化学位移表__理论说明
nmr氢谱化学位移表理论说明1. 引言1.1 概述:NMR（核磁共振）技术是一种在化学和物理领域中广泛应用的非常重要的分析工具。
它通过观察原子核围绕磁场进行共振吸收的现象，可以提供有关分子结构、化学环境和相互作用等信息。
其中，氢谱化学位移表是NMR研究中至关重要的参考资料之一。
本文将详细探讨NMR氢谱化学位移表的相关理论。
1.2 文章结构:本文按照以下方式组织：- 引言部分：对NMR氢谱化学位移表的意义和文章结构进行介绍。
- NMR氢谱化学位移表：解释什么是NMR氢谱化学位移表，并介绍其编制依据和使用方法。
- 理论说明：基于量子力学的理论解释、分子结构与化学位移之间的关系以及化学环境对氢原子化学位移的影响等内容进行详细阐述。
- 实例分析：通过对比实验数据与NMR氢谱化学位移表中数值的关系，解释不同化合物类型对应的化学位移范围，以及典型官能团对氢原子化学位移的影响进行分析。
- 结论：总结NMR谱化学位移表在NMR研究中的重要性和应用价值，并展望未来发展方向和挑战。
1.3 目的:本文旨在全面理解和解释NMR氢谱化学位移表的相关理论。
通过详细讨论基于量子力学的理论解释，我们将深入探讨分子结构、化学环境、官能团对氢原子化学位移的影响等内容，为读者提供一个清晰且易于理解的指导，以便更好地应用和理解NMR氢谱化学位移表。
完成这篇文章后，读者将能够更好地利用该表进行NMR研究，并更好地了解其背后的理论基础。
2. NMR氢谱化学位移表：2.1 什么是NMR氢谱化学位移表：NMR（核磁共振）氢谱化学位移表是一种用于记录和比较不同分子中氢原子的化学位移数值的工具。
在核磁共振谱仪中，每个化合物中的氢原子由其相应的化学位移表示。
这些数值对于确定分子结构、官能团和化学环境等方面具有重要意义。
2.2 化学位移的基本理论知识：化学位移是指特定氢原子在磁场作用下产生特定信号频率偏移的现象。
其数值取决于多种因素，如电子环境、分子结构和官能团等。
羰基化合物结构参数与其^13c nmr谱化学位移的关系
羰基化合物结构参数与其^13c nmr谱化学位移的关系近年来，能够表征和预测羰基化合物结构参数和其^13C NMR谱化学位移之间关系的研究已成为结构分析领域中非常重要的课题。
越来越多的研究显示，^13C NMR谱可以提供关于结构参数和化学位移之间关系的重要信息，因此，专家们已经开发了许多算法来预测羰基化合物结构参数和其^13C NMR谱化学位移之间的关系。
羰基化合物的^13C NMR谱化学位移可以有效地反映其结构参数，因此羰基化合物的^13C NMR谱可以作为结构参数变量的有效指标。
羰基基团的构型具有明显的空间结构，其空间结构决定了^13C NMR谱化学位移的大小，^13C NMR谱发现羰基基团的空间结构，从而可以预测其结构参数。
基于结构对称性和羰基基团空间结构，已经开发出了许多方法来描述羰基化合物结构参数和其^13C NMR谱化学位移之间的关系，包括笛卡尔模型、Hückel模型、GIAO（Gauge-independent atomic orbitals）模型以及MP4（MllerPlessetperturbation theory of the fourth order）方法等。
笛卡尔模型是一种基于对称性的计算方法，可以预测羰基化合物的^13C NMR谱化学位移，而Hückel模型可以提供大量的精确计算结果，它可以用于描述羰基化合物结构参数与其^13C NMR谱化学位移之间的关系。
GIAO模型可以有效地模拟电子结构，可以提供精确的^13C NMR谱化学位移，从而有助于预测羰基化合物的结构参数。
MP4方法可以定量评估电子结构的影响，并可以有效描述羰基化合物结构参数与其^13C NMR谱化学位移之间的关系。
已经有很多研究表明，羰基化合物结构参数与其^13C NMR谱化学位移之间存在明显的关系，可以通过正确的结构参数来预测它们之间的关系。
然而，对于复杂的羰基化合物，上述模型仍然无法对其^13C NMR谱化学位移进行准确的预测。
第四章 1H核磁
4.1 概述 4.2 核磁共振现象 4.3 化学位移
4.4 化学位移与结构的关系
4.5 各类有机化合物的化学位移 4.6 偶合常数 4.7 自旋系统 4.8 1H NMR 解析
前言（1）
核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR) 是电磁波（无线电波）与原子核自旋相互作用的一 种基本物理现象。所涉及的电磁波为无线电波，频 率为数兆赫到1千兆赫之间，所研究的对象是为原子 核。因此，用NMR所进行的研究一般是在原子水平上。 而原子是化学元素保持其基本属性的最小单位，所 以，NMR是对组成物质的最基本单元所进行的研究。 在所有的已发现的共振现象中，NMR 波谱学具有最 高的频率分辨率。
前言（3）
核磁共振是1946年由美国斯坦福大学的F. Block, W. W. Hansen和M. E. Packard以及哈佛大学的E. M. Purcell, H. C. Torrey和R. V. Pound各自独立发现的， 两人因此获得1952年诺贝尔物理学奖。 50年间已有12位科学家因对核磁共振的杰出贡献而 获得诺贝尔奖。 1991年诺贝尔化学奖单独授予瑞士科学家Ernst， 表彰他对NMR波谱学实现和发展傅里叶变换、多维技术 的贡献；
磁场强度B0单位
B0 Tesla [T]
1H
共振频率 [MHz]
13C
2.35 4.70 7.05 9.40 11.75 14.10 21.14
100 200 300 400 500 600 900
25.15 50.32 75.47 100.61 125.76 150.90 226.34
一般谈到的谱仪的 磁场强度，比如400M， 500M，800M的谱仪， 一般针对的是1H核在 这个磁场中的共振频 率。如果是13C谱、31P 或其它的核，则需根 据其旋磁比来换算。
核磁H谱化学位移
移数据，有助于更深入地研究分子结构和化学反应机理。
动态核极化技术
03
利用动态核极化技术增强核磁共振信号，提高化学位移的检测
灵敏度和准确性。
新的研究方向
生物医学应用
将核磁H谱化学位移技术应用于 生物医学领域，如药物研发、疾 病诊断和治疗等，以提供更准确
的分子结构和生物活性信息。
环境科学
探索核磁H谱化学位移技术在环境 科学领域的应用，如污染物检测、 生态系统和地球化学研究等。
创新研究方法
鼓励创新研究方法的发展，探索新的化学位移分析技术和数据处理方 法，提高技术的可靠性和准确性。
THANKS
感谢观看
高分子材料研究
核磁H谱化学位移可以研究高分子材 料的分子链结构、聚合度、支化度等 ，有助于了解材料的性能和加工行为 。
核磁H谱化学位移的原理
1 2 3
原子核的磁矩
原子核具有磁矩，在外加磁场的作用下，不同的 原子核会以不同的方式排列，产生不同的能级分 裂。
化学位移的产生
由于分子内部结构的差异，相邻的氢原子核之间 的相互作用力不同，导致它们在磁场中的位置发 生变化，产生化学位移。
无机化合物的合成和制备
核磁H谱化学位移可以用于无机化合物的合成和制备过程中，通过监测
氢原子位置和连接关系的变化，可以控制反应进程和提高产物纯度。
在生物化学中的应用
生物分子结构和功 能的测定
核磁H谱化学位移可以用于测 定生物分子中氢原子的位置和 连接关系，进而解析生物分子 的结构和功能。
代谢过程的监测
特点
具有高分辨率、高灵敏度、无损检测 等优点，广泛应用于有机化合物、高 分子材料、生物分子等的结构和组成 分析。
核磁H谱化学位移的重要性
羰基化合物结构参数与其^13c nmr谱化学位移的关系
羰基化合物结构参数与其^13c nmr谱化学位移的关系近年来，羰基化合物在材料科学、药学等领域发挥着重要的作用。
羰基化合物的分子结构和化学性质及其内部相互作用力，对其物理化学性质和作用机理有着直接和重要的影响，而确定羰基化合物的分子结构参数一直以来是一项研究的热点和难题。
在这种情况下，^13C NMR谱学可以提供准确可靠的分子结构约束信息，是研究羰基化合物结构参数最有效和重要的技术手段。
^13C核磁共振（NMR）谱是一种技术将分子结构转化为测定信号的技术，它可以提供分子结构参数、反应产物、结晶条件等有关信息。
NMR谱是根据核磁共振信号，利用^13C核磁共振谱来表征有机分子结构和反应性能。
^13C NMR谱是获取羰基化合物结构和反应机理的有效方法，能够准确反映分子的结构特征和反应机理，是研究羰基化合物的分子结构的重要方法。
近年来，^13C NMR谱已经发展成为研究羰基化合物结构的重要技术手段。
在元素成分中，碳原子的核磁共振谱属于氢核磁共振谱，能够反映化学位移量，可以用来研究羰基化合物结构参数。
羰基化合物中，^13C原子存在于羧基、羰基和含键，其^13C NMR频率与结构参数有关，可以通过测定^13C NMR化学位移值来鉴定羰基化合物的结构参数。
此外，羰基化合物中，碳原子存在各种结构参数，比如碳原子的空间取向，它不仅决定了有机物的结构形式，而且影响着其化学性质、生物活性和其他性质；碳原子的配位环境，它决定了相互作用和自身之间的协同作用；羰基中的氢原子在进行环加成反应时，会由其他原子占据确定的位置。
因此，要确定羰基化合物结构参数，就需要了解羰基中^13C原子的结构和配位环境。
羰基化合物中的^13C原子的化学位移量与这些结构参数的变化有关。
通过系统研究各类羰基化合物的^13C NMR谱，可以获取分子结构参数，包括立体结构，键长，键角，平衡键，配位环境，氢键配位等。
结果表明，当碳原子的空间取向发生变化时，^13C NMR谱中的位移会发生明显变化；当碳原子的配位环境发生变化时，^13C NMR 谱中位移也有明显变化。
nmr化学位移与官能团
nmr化学位移与官能团NMR化学位移与官能团引言：核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）是一种重要的分析技术，在有机化学和生物化学等领域得到广泛应用。
NMR技术可以通过测量分子中原子核固有的磁性来研究分子结构和化学环境。
在NMR谱图中，化学位移是一个重要的参数，它与分子中的官能团密切相关。
本文将探讨NMR化学位移与官能团之间的关系。
一、NMR化学位移的基本概念NMR化学位移是指原子核在磁场中共振频率相对于参考化合物（通常为四氢呋喃或二氯甲烷）的偏移量。
化学位移用δ表示，单位为ppm（parts per million）。
NMR化学位移的大小受到多种因素的影响，其中官能团是一个重要的因素。
二、官能团对NMR化学位移的影响1. 烷基官能团：烷基官能团对NMR化学位移的影响较小，其化学位移通常位于0-2 ppm之间。
2. 烯烃官能团：烯烃官能团中的双键可以产生磁场效应，使化学位移发生变化。
共轭双键会引起化学位移的降低，而孤立的双键则会导致化学位移的升高。
3. 芳香官能团：芳香官能团中的化学位移通常位于6-8 ppm之间。
芳香环中的π电子会产生较强的磁场效应，导致化学位移升高。
4. 羟基官能团：羟基（OH）官能团通常显示较高的化学位移，位于3-5 ppm之间。
这是由于羟基的电负性和氢键的形成导致的。
5. 醛和酮官能团：醛和酮官能团中的羰基碳通常显示较高的化学位移，位于180-220 ppm之间。
6. 羰基官能团：羰基官能团中的碳通常显示较低的化学位移，位于160-200 ppm之间。
三、NMR化学位移的解释NMR化学位移的解释主要基于分子中电子云的分布和局域效应。
官能团中的原子核受到周围电子云的屏蔽效应和取代基的电子吸引效应的影响，从而导致化学位移的变化。
不同官能团的电子云密度和取代基的影响程度不同，因此导致了不同官能团的化学位移差异。
结论：NMR化学位移与官能团之间存在紧密的关系。
三氟甲氧基苯的碳谱
三氟甲氧基苯的碳谱一、碳原子数目与类型三氟甲氧基苯的碳谱可以根据其碳原子的数目和类型进行分类。
在三氟甲氧基苯中，每个碳原子都可能产生一个碳谱信号。
通过分析这些信号，可以确定碳原子的数目和类型，进而推断出分子的结构。
二、取代基对碳信号的影响在三氟甲氧基苯中，取代基的存在会对碳谱信号产生影响。
不同的取代基会导致碳谱信号的位移和强度发生变化。
因此，通过分析取代基对碳谱信号的影响，可以推断出取代基的类型和位置，进一步确定分子的结构。
三、化学位移与分子结构的关系化学位移是核磁共振（NMR）技术中常用的参数之一，可以用来确定分子中各个基团的类型和位置。
在三氟甲氧基苯的碳谱中，不同基团的化学位移值不同，因此可以通过分析化学位移值来推断分子结构。
例如，苯环上的氢原子和杂环上的氢原子会产生不同的化学位移值，可以根据这些值来区分不同类型的基团。
四、碳氢、碳氟等相互作用对碳信号的影响在三氟甲氧基苯中，碳氢、碳氟等相互作用也会对碳谱信号产生影响。
例如，碳氢相互作用会导致碳谱信号的位移和强度发生变化；而碳氟相互作用则会导致碳谱信号的强度发生变化。
因此，在分析三氟甲氧基苯的碳谱时，需要考虑这些相互作用的影响。
五、碳谱在有机化合物结构解析中的应用三氟甲氧基苯的碳谱可以用来解析有机化合物的结构。
通过分析碳谱信号，可以确定有机化合物中各个基团的类型和位置，进而推断出分子的结构。
同时，碳谱还可以与其他谱学技术（如红外光谱、核磁共振氢谱等）结合使用，提高结构解析的准确性和效率。
总之，三氟甲氧基苯的碳谱是一种重要的谱学技术，可以用来解析有机化合物的结构。
通过分析碳谱信号，可以确定有机化合物中各个基团的类型和位置，进而推断出分子的结构。
同时，需要考虑取代基对碳信号的影响、化学位移与分子结构的关系以及碳氢、碳氟等相互作用对碳信号的影响等因素。
化学位移与结构的关系
nl 0 表示k±l 碳为甲基;
kj[k表示k-C原子类型，J表示(k±l)-C原子类型]
C原子的四种类型:伯、仲、叔 、季碳分别用1,2,3和4表示. 例如31表示k-C原子为叔碳,而(k±l)-C原子为伯碳.
04:14:46
6 19.3(18.6) CH3 5 1 2 4 3 H3C CH2 CH CH2 CH3 36.2 11.0 29.5 (11.3) (29.3) (36.7)
C6 128.5
ZoCOCH3 0.1 ZpOCH3 -8.1
Z0COCH3 0.1 ZOOCH3 -15.0
138.5 137.4
04:14:46
113.6 111.4
159.9 158.5
117.7 118.5
129.4 128.4
120.0 118.5
CN 1 2 3 4 Cl =
CN 1 2 + 3 4
0-55[与氧相连（48-88）]
105-145 155-190 175-225 68-93
氰基（SP杂化） （C N）
112-126
04:14:46
1) 饱和烃及其衍生物
(1)饱和烃 饱和烃在高场范围（δ0～45）共振. C>CH> CH2 >CH3 直链端甲基的CH3 ≈14.0(碳数大于4),支链烷烃化合物中甲 基的CH3 7.0~30的范围内变化,鉴别直链或支链烷烃化合物.
１=-2.5+(9.1×1)+(9.4 ×1)+(-2.5 ×2)+(0.3 ×1) +(-1.1 ×1)= 11 2=-2.5+(9.1×2)+(9.4 ×2)+(-2.5 ×1)+(-2.5 ×1)=29.5 3=-2.5+(9.1×3)+(9.4 ×2)+(-3.7 ×2) =36.2 6=-2.5+(9.1×1)+(9.4 ×2)+(-2.5 ×2)+(-1.1 ×1)=19.3
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187~177
21:10:28
6)有机化合物重要基团13C的化学位移的范围
21:10:28
自旋偶合
21:10:28
内容选择：
• 第一节 核磁共振基本原理
21:10:28
31 48 58 29
0 10 8 11
24
10
－2 －5 －4 －5
例如:计算下面化合物各个碳的化学位移
H3C CH2 CH CH2 CH3 OH 查表找－OH基团的取代基参数 α β γ OH非端基： 41 8 －5
H3C CH2 13.9 22.8
CH2 34.7
CH2 CH3
21:10:28
C1 0 9.3 19.2 26.9 31.4 9.1 7.5 15.6
o0 0.6 -12.4 -12.7 -15.0 0.1 0.7 -0.6
m0 0 1.3 1.4 0.9 0.0 -0.5 -0.1
p0 -3.1 -9.5 -7.3 -8.1 4.2 5.4 -2.8
O C CH 3 1 2 3 OCH 3
第五章 碳核磁共振波谱
Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy; (13C NMR )
13C
5.2 化学位移与结构的关系
21:10:28
1.典型化合物的化学位移范围
脂肪烃（SP3杂化）
烯烃和芳烃（SP2杂化） 酸和酯（C*=O） 醛和酮（C*=O） 炔烃（SP杂化） （CC）
H3C CH2
13.9 22.8 31.1
CH2
34.7 32.0
CH2 CH3
22.8 11.7 13.9
H3C CH
22.2
CH2
CH3
CH3
22.2
邻碳上取代基增多C越大.
21:10:28
烷烃化学位移计算有Lindeman-Adams和Grant-Paul经验公式. Grant-Paul经验公式: C ( K ) 2.5 Al nl kj
l=3
(k-2)-C
l=2
(k-1)-C
l=1
k-C
l=2
(k+1)-C
l
l=3
l=4
(k+3)-C
j
(k+2)-C
CH3 CH2
A3 A2
CH2
C(k)
A1
CH2
A2
CH2
A3
CH3
A4
Al A1 A2 A3 A4 A5 9.1 9.4 -2.5 0.3 0.1 11 0 21 0 12 0 22 0 13=-1.1 23=-2.5 14=-3.4 24=-7.2
21:10:28
4) 芳烃
芳香化合物碳的化学位移:C=105-170(110-145); 取代基的电负性对直接相连的芳环碳原子影响最大; 共軛效应对邻、对位碳原子影响较大。 取代基芳香化合物碳的化学位移的影响具有加和性。 δ=128.5+∑Zi
取代基 H CH3 NH2 OH OCH3 COCH3 CHO C2H5
13.9-5=8.9(10.1) 34.7+41=75.8(73.8) H3C CH2 CH CH2 CH3 OH 22.8+8=30.8(30.0)
21:10:28
2)
烯烃及取代烯烃
烯烃在δ100～165范围内出现吸收峰，其中端烯基＝CH2在 δ104～115，带有一个氢原子的＝CHR在δ120～140，而＝ CRR’在δ145～165范围共振。 谱峰成对出现, C=10-30 25.4
kj 31 0 41=-1.5 32=-3.7 42=-8.4 33=-9.5
21:10:28
Al nl 中的下标:
l=1,指要计算的第k个碳原子(用 k-C表示); l=2,指要计算的第k±1个碳原子(用 k±1 -C表示); l=3,指要计算的第k±2个碳原子(用 k±2 -C表示); l=l,指要计算的第k±l个碳原子(用 k±l -C表示); nl 表示l 碳上取代基的个数. n1 3 表示k 碳上有3个取代基; n2 1 表示k±1 碳上另外还有1个取代基; …
principle of nuclear magnetic resonance
• 第二节 化学位移
chemical shift
• 第三节 自旋—自旋偶合和偶合常数
spin coupling and coupling constant
• 第四节 氢核磁共振波谱的应用
application of 1H nuclear magnetic resonance
炔烃
烷基取代炔烃的化学位移: C=65-90; 端基≡CH比≡CR在高场共振(化学位移小); 极性取代基直接相连的炔碳原子: C=20-95 。
C CH H3C C C CH3 73.6 84.7 67.0 H3C CH2 CH2 CH2 CH C 67.4 82.8 12.9 21.2 29.9 17.4 HC C OCH 2CH3 H3C C C OCH 3 28.0 88.4 23.9 89.4 H3C CH2
0-55[与氧相连（48-88）]
105-145 155-190 175-225 68-93
氰基（SP杂化） （C N）
112-126
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1) 饱和烃及其衍生物
(1)饱和烃 饱和烃在高场范围（δ0～45）共振. C>CH> CH2 >CH3 直链端甲基的CH3 ≈14.0(碳数大于4),支链烷烃化合物中甲 基的CH3 7.0~30的范围内变化,鉴别直链或支链烷烃化合物.
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5) 羰基化合物
各类羰基化合物在13C NMR谱的最低场共振. 从低场到高场的次序是： 酮、醛＞酸＞ 酯≈酰氯≈酰胺＞酸酐 醛: C=200±5,在偏共振去偶谱中为双峰(d). 酮: C=210±10,在偏共振去偶谱中为单峰(s). 酸、 酯、酰氯、酰胺、酸酐: C=160~185. 在偏共振去偶谱中均单峰(s).
21:10:28
(2) 饱和烃衍生物
取代基对化学位移的影响具有加和性，
C ( k ) C ( k , RH ) z ki ( Ri )
i
烷烃取代基参数
α γ β Y
Y γ β α β γ
取代基（Y）
γ β 1 8 5 －3
COR
例：
α 30
β 1
α 24 41 51
CHO OH OR NH2
CH 3 H 3C 30.4 29.9 H 3C C CH 2 CH 3 52.2 CH 3 C CH 3 CH 3 CH 2 C 143.7 114.4 24.7 53.5 CH 3 CH 2 CH CH 3
H2C C O CH3 H
84.2 153.2
21:10:28
H2C C O CH3 H
3)
6 5
C ( K ) 128 .5 zi
C2 128.5 C3 128.5
Z1OCH3 31.4 ZmCOCH
3
4
C1 128.5
Z1COCH3 9.1 ZmOCH3 0.9
C4 128.5
ZOOCH3 -15.0 ZpCOCH3 4.2
C5 128.5
ZmOCH3 0.9 ZmCOCH3 0
nl 0 表示k±l 碳为甲基;
kj[k表示k-C原子类型，J表示(k±l)-C原子类型]
C原子的四种类型:伯、仲、叔 、季碳分别用1,2,3和4表示. 例如31表示k-C原子为叔碳,而(k±l)-C原子为伯碳.
21:10:28
6 19.3(18.6) CH3 5 1 2 4 3 H3C CH2 CH CH2 CH3 36.2 11.0 29.5 (11.3) (29.3) (36.7)
１=-2.5+(9.1×1)+(9.4 ×1)+(-2.5 ×2)+(0.3 ×1) +(-1.1 ×1)= 11 2=-2.5+(9.1×2)+(9.4 ×2)+(-2.5 ×1)+(-2.5 ×1)=29.5 3=-2.5+(9.1×3)+(9.4 ×2)+(-3.7 ×2) =36.2 6=-2.5+(9.1×1)+(9.4 ×2)+(-2.5 ×2)+(-1.1 ×1)=19.3
结束
21:10:28
4 3 2 1 Cl
128.5+ ∑Zi
C Observed C Observed
C Calculated Observed
1 2 3 4
-18.0 +4.6 +0.8 +10.7
-16.6 +5.1 +1.3 +10.8
1 2 3 4
-16.0 +3.6 +0.6 +4.3
4 3 2 1
-2.0 +1.0 +0.2 +6.4
C6 128.5
ZoCOCH3 0.1 ZpOCH3 -8.1
Z0COCH3 0.1 ZOOCH3 -15.0
0
138.5 137.4
21:10:28
113.6 111.4
159.9 158.5
117.7 118.5
129.4 128.4
120.0 118.5
CN 1 2 = 3 4 Cl
CN 1 2 + 3 4